煤制油酸性水汽提脱氨塔改造措施

王建立

摘 要：在煤制油过程中产生的酸性水与石油炼化酸性水存在较大差异，其中复杂的有机组分及煤粉等固定杂质的存在对装置正常运行产生较大影响，文章介绍了煤制油酸性水汽提装置中脱氨塔运行过程中出现的问题及措施。

关键词：煤制油 酸性水汽提 脱氨塔 改造措施

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02

文中的酸性水汽提装置处理煤制油过程中产生的酸性水，该装置由中石化工程建设公司完成基础设计，由东华工程公司作为总承包商完成详细设计和工程建设。本装置公称规模为100 t/h，实际处理量为：酸性水96.75 t/h。酸性水的处理采用双塔汽提工艺，脱氨塔内设30层导向浮阀

塔盘。

1 装置运行过程中存在的问题

1.1 原料水中复杂的有机组分影响装置正常运行

煤制油酸性水中含油复杂的有机组分，如图1所示，首先是性质比较特殊油类，常规的脱油办法不能有效脱除水中的油。该酸性水汽提装置设计原料水中的油含量不大于100 mg/L，但从2012年1月份至7月份的分析数据可以看出，实际操作中进系统的原料水中油含量均超过400 mg/L，3月份甚至达到538 mg/L。

另外，污水中含有3000 mg/L左右的酚类有机组分，复杂的有机组分的存在对汽提装置的运行造成了较大影响，脱硫化氢塔和脱氨塔运行过程中无法有效的脱除硫化氢和氨，装置出水不达标。

1.2 煤粉和焦油类物质存在于原料水中，造成关键设备堵塞，影响装置运行

在煤制油复杂反应的过程中，未反应完全部分煤粉随污水进入污水汽提装置，煤粉类物质与油类在一定的压力和温度下形成焦状物，堵塞塔盘及冷换设备，影响装置正常运行。图2所示为脱硫脱氨后净化水冷却器管束被焦状物堵塞情况。

图2 脱氨后净化水冷却器管束

1.3 脱氨塔运行过程中的问题

酸性水汽提脱氨塔在装置投用超过一个月后便开始出现塔内频繁液泛的情况，塔顶底压差增大，液位迅速降低，塔顶氨气量急剧减少，发生这种情况使需要及时降低塔顶回流量以及塔进料量，待塔压差降至正常范围，氨气量增大后再缓慢提高进料量，这种状态下塔底出水氨含量严重超标，如果处理不及时甚至出现淹塔的情况，严重影响装置运行及设备负荷。表1所示为脱氨塔设计参数及运行参数。

2 问题分析

含酚污水属于发泡物系，而且污水中还含有油类，使得物系易产生“乳化”。浮阀塔盘属于“鼓泡”元件，当气液接触时会出现“乳化”现象，也就是导致脱氨塔“阶段性出现液泛或淹塔现象”，严重影响了塔盘的效率。从图3和表2中所示的模拟气液负荷结果可知，该塔塔盘液相负荷较大，而操作时浮阀处于全开状态，浮阀全部浸泡在塔板液层中，使得浮阀失去了弹性，所以扩大处理量只能促使塔盘效果下降；污水中含有固体颗粒的物系中，浮阀塔盘会出现“卡死”、脱落的现象，这也使得塔盘的效率大大减低。

3 改造措施

充分考虑煤制油酸性水介质条件，参考同类装置改造经验，将浮阀塔盘更换为抗堵、抗发泡性能较好的膜喷射立体塔盘，该塔盘的特点是：（1）阻力降低。利用喷咀雾化的原理，通过对喷咀处的液层高度控制来实现塔板的低阻力，阻力降可控制在20 mmH2o以下。（2）抗堵性强。此种结构基本上没有可堵塞的部件，在咀处气速较高不易形成堵塞，对有颗粒沉液的物质，抗堵持续时间长。立体塔盘的工作原理：在塔盘上液体被气体提拉上升向分离板撞击，经折流改变方向，沿水平方向形成形对撞，对撞后液体落回塔板上导流槽内，导流槽将液体直接导入降液管，气体上升进入上一层塔板；经传质后的液体不再落到回原塔盘上，从而保证塔盘上与喷接触的液体为原始浓度，使传质推动力始终保持在高值上。

4 结语

立体塔盘适合液气比较大的条件，通过塔盘改造，脱氨塔顶底压差由0.03 MPa降低值0.011 MPa，未出现液泛情况，最高运行负荷可达到105 t/h，运行时间超过6个月，达到了消除瓶颈、实现装置安稳长满优运行的改造目的。